淺談新能源光儲充一體化電站設(shè)計方案

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：為探討新能源光儲充一體化電站建設(shè)的核心要素，并解決相關(guān)建設(shè)問題，推動新能源領(lǐng)域的發(fā)展，文章對新能源光儲充一體化電站建設(shè)展開了具體研究。通過對環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展、能源利用效率、新能源產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟效益等方面的分析，闡明了新能源光儲充一體化電站建設(shè)的現(xiàn)實意義；在核心要素方面，*點探討了光伏電池出力、負荷特性、儲能系統(tǒng)、充電樁設(shè)備和耦合技術(shù)等；通過保證充電的有序性、優(yōu)化設(shè)計濾波器和充放電儲能協(xié)同調(diào)度等策略，提出了新能源光儲充一體化電站建設(shè)的有效策略。

關(guān)鍵詞：新能源；光儲充一體化電站；充電樁；耦合技術(shù)

0引言

隨著全球能源危機和環(huán)境問題的日益嚴峻，新能源的開發(fā)與利用已成為全球關(guān)注的焦點。光儲充一體化電站作為一種集光伏發(fā)電、儲能和充電于一體的綜合能源系統(tǒng)，不僅能夠有效提高能源利用效率，還能推動新能源產(chǎn)業(yè)的升級，對其建設(shè)進行研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1新能源光儲充一體化電站建設(shè)的現(xiàn)實意義

1.1符合環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展要求

光儲充一體化電站利用太陽能、風能等可再生能源為新能源汽車提供充電服務(wù)，有效減少碳排放，保護環(huán)境。符合目前全球推動綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展的趨勢，有助于應(yīng)對氣候變化和環(huán)境惡化等全球性問題。

1.2有效提高能源利用效率

光儲一體化電站能夠?qū)崿F(xiàn)對能源的統(tǒng)一管理和調(diào)度，根據(jù)實時需求和電價進行智能調(diào)度，有效降低能源成本，有效增強能源利用效率。同時，儲能系統(tǒng)可以解決可再生能源的間歇性和波動性問題，實現(xiàn)電力在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的穩(wěn)定運行。

1.3推動新能源產(chǎn)業(yè)升級

光儲充一體化電站的建設(shè)是推動新能源產(chǎn)業(yè)升級的重要力量。隨著可再生能源的快速發(fā)展和儲能技術(shù)的不斷進步，光儲充一體化將在未來發(fā)揮更加舉足輕重的作用，為新能源產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供有力支持。

1.4提高經(jīng)濟效益

雖然光儲充一體化電站的建設(shè)成本較高，但其*效、節(jié)能、環(huán)保的特點可以獲得更穩(wěn)定的用戶群體和更多的使用頻次。同時，電站的建設(shè)和運營成本相對較低，提供*效充電服務(wù)，可以獲得穩(wěn)定的收益。此外，電站還可以為當?shù)氐穆糜萎a(chǎn)業(yè)和商業(yè)活動提供便利，進一步增加經(jīng)濟效益。

2新能源光儲充一體化電站建設(shè)的核心要素

新能源光儲充一體化電站的利用時間受多種因素影響，如設(shè)計、設(shè)備選型、建設(shè)、調(diào)度、運行、維護等。例如，某5MW光儲系統(tǒng)設(shè)計的多年平均時間為3000h，實測全年累計利用時間達到3329.4h；10MW光儲系統(tǒng)設(shè)計的多年平均利用時間為2500h，實測全年累計利用時間為2710.3h，這些數(shù)據(jù)都顯示光儲系統(tǒng)在實際運行中的效率較高，能夠達到設(shè)計預(yù)期。

2.1光伏電池出力

新能源光儲充一體化電站建設(shè)的核心技術(shù)中，光伏電池出力是舉足輕重的一環(huán)。

光伏電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的核心組件，其出力大小直接影響整個電站的發(fā)電效率和運行穩(wěn)定性。在光伏電池出力的核心技術(shù)方面，單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜等不同類型的太陽能電池技術(shù)各有特點。單晶硅電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，但成本也相對較高；多晶硅電池具有成本優(yōu)勢和良好的性能表現(xiàn)；非晶硅電池和薄膜電池具有更高的靈活性和廣泛的應(yīng)用范圍。

為有效增強光伏電池的出力效率和穩(wěn)定性，研究者致力于優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)設(shè)計、有效增強材料性能及改善生產(chǎn)工藝等方面。例如，通過及時優(yōu)化完善電池表面的抗反射涂層和電*結(jié)構(gòu)，減少光損失和有效增強電流收集效率；通過優(yōu)化材料的晶體結(jié)構(gòu)和摻雜工藝，進一步有效增強電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

在實際應(yīng)用中，光伏電池會受到溫度、光照強度、陰影遮擋等多種因素的影響，導(dǎo)致出力波動。因此，研究者還致力于開發(fā)智能控制算法和預(yù)測模型，以實現(xiàn)對光伏電池出力的*準控制和預(yù)測，有效增強電站的運行效率和穩(wěn)定性。例如，2023年全年的實證實驗數(shù)據(jù)顯示，光伏電池在面臨不同技術(shù)類型的情況下，其出力規(guī)律呈現(xiàn)一致性。具體來說，隧穿氧化層鈍化接觸太陽能電池（TOPCon）和叉指式背接觸電池（IBC）相比鈍化發(fā)射*和背面電池（PERC），分別具有更高的發(fā)電量。其中，TOPCon比PERC高出2.87%，IBC比PERC高出1.71%。這些數(shù)據(jù)提供了不同技術(shù)類型光伏電池出力性能的直接證據(jù)。此外，實證數(shù)據(jù)還顯示，不同廠家的PERC182mm組件在發(fā)電量方面存在偏差，*大偏差達到1.63%。這可能是由于個別廠家在組件工藝控制方面存在問題，導(dǎo)致光伏組件匹配損失過大，達到2.36%。這也表明，在光伏電池出力的優(yōu)化上，除了技術(shù)選擇外，還需要關(guān)注生產(chǎn)工藝和組件匹配等因素。

2.2負荷特性

新能源光儲充一體化電站建設(shè)中的負荷特性是關(guān)鍵技術(shù)之一，它涉及電站運行時的電力需求、波動情況及峰谷時段等，以下是一些關(guān)于負荷特性的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。

（1）負荷峰值與谷值。負荷峰值：在一天或特定時間段內(nèi)，電站所需的*大電力負荷。例如，某電站的負荷峰值可能達到10MW。負荷谷值：相對較低的電力負荷時段，如深夜時段，某電站的負荷谷值可能降至2MW。

（2）負荷波動率。負荷波動率反映了負荷隨時間變化的程度，如某電站的負荷波動率可能在10%～20%，意味著負荷在1d內(nèi)會有較明顯的起伏。

（3）峰谷差。峰谷差是指負荷峰值與谷值之間的差值，反映了電站負荷的波動幅度，如某電站的峰谷差可能達到8MW。

（4）負荷率。負荷率是指電站實際負荷與額定負荷之比，反映了電站設(shè)備的利用情況，如某電站的負荷率可能維持在70%～90%。

（5）負荷曲線。負荷曲線是反映負荷隨時間變化情況的圖形表示。通過分析負荷曲線可以了解電站的負荷變化規(guī)律，如負荷的日變化、周變化或季節(jié)性變化等。

（6）負荷特性系數(shù)。負荷特性系數(shù)用于描述負荷的特定屬性，如負荷的功率因數(shù)、不平衡度等，這些系數(shù)有助于更*確地描述和分析負荷特性。

（7）充電與放電負荷。充電負荷：電站中充電設(shè)施所需的電力負荷，通常與充電站的規(guī)模和充電功率有關(guān)。放電負荷：在需要為電網(wǎng)提供支撐或調(diào)節(jié)時，儲能設(shè)施放電所產(chǎn)生的負荷。

需要注意的是，這些數(shù)據(jù)參數(shù)可能會因電站的具體配置、地理位置、氣候條件及用戶用電習慣等因素而有所不同。因此，在實際建設(shè)中，需要根據(jù)具體情況進行詳細的負荷特性分析和預(yù)測，以指導(dǎo)電站的設(shè)計、配置和運營管理。同時，隨著技術(shù)的不斷進步和市場的變化，這些數(shù)據(jù)參數(shù)也可能會有更新和調(diào)整。

2.3儲能系統(tǒng)

在新能源光儲充一體化電站建設(shè)中，儲能系統(tǒng)是其核心技術(shù)之一。儲能系統(tǒng)的主要作用在于平滑電力輸出、削峰填谷、提高供電可靠性及優(yōu)化能源配置，以下是關(guān)于儲能系統(tǒng)的一些實證數(shù)據(jù)。

（1）能量容量。以某10MW光儲充一體化電站為例，其儲能系統(tǒng)的能量容量達到了5MW·h，這意味著該儲能系統(tǒng)能夠儲存大量的電能，以滿足高峰時段的電力需求或應(yīng)對突發(fā)情況。

（2）功率容量。以某10MW光儲充一體化電站為例，其儲能系統(tǒng)的功率容量為10MW，這表示儲能系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)快速充放電，以響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)度需求或平衡電力負荷。

（3）循環(huán)壽命。經(jīng)過實際運行測試，某儲能系統(tǒng)的循環(huán)壽命達5000次以上，這意味著在充放電的狀態(tài)下，儲能系統(tǒng)能夠重復(fù)進行充放電循環(huán)，保證了其長期穩(wěn)定運行的能力。

（4）效率。在充放電過程中，某儲能系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化效率達90%以上，這表示在能量轉(zhuǎn)換過程中損失較小，儲能系統(tǒng)的性能較為。

（5）響應(yīng)時間。某儲能系統(tǒng)的響應(yīng)時間小于1s，這意味著在電網(wǎng)出現(xiàn)波動或需要快速調(diào)整電力輸出時，儲能系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，確保電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。

2.4充電樁設(shè)備

充電樁設(shè)備是一種專門為電動汽車或其他電池供電設(shè)備設(shè)計的充電設(shè)備，它的主要功能是向電動汽車等提供電能，讓車輛能夠完成充電，以延長其行駛里程。充電樁設(shè)備通常由電源單元、一組電池和一組充電插座組成，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為電流并存儲在電池中，以供用戶隨時使用。它可以通過電源單元將電能轉(zhuǎn)化為電流，并通過充電插座將電能傳輸?shù)诫妱悠嚨碾姵刂小４送猓潆姌对O(shè)備通常還配備了監(jiān)控系統(tǒng)，以實時監(jiān)測充電電流、電壓等參數(shù)，有效保證充電過程的安全可靠。根據(jù)不同形式的充電方式和功能特點，充電樁設(shè)備可分為以下類型：

（1）慢速充電樁。通常通過標準的電源插座（如家庭插座）向電動車輛提供充電，充電功率較低（通常為1.4kW）。它適用于長時間停放的場所，如住宅區(qū)、商場等，充電時間相對較長，一般需要幾個小時或更長時間才能充滿電。

（2）快速充電樁。通常安裝在公共場所，如停車場、加油站等，提供較高的充電功率（通常為7～22kW）。

（3）直流快充樁：具有高功率充電能力，可以在短時間內(nèi)給電動車輛充滿電。其充電功率通常在50kW以上。

（4）特快充電樁：*新一代的高功率充電設(shè)備，充電功率超過150kW，能夠提供非常快的充電速度。

2.5耦合技術(shù)

耦合技術(shù)主要分為交流耦合和直流耦合兩種。在交流耦合系統(tǒng)中，光伏系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)既可以獨立運行，也可以脫離電網(wǎng)組成微網(wǎng)系統(tǒng)。光伏系統(tǒng)所發(fā)電力可通過光伏逆變器為負載供電或輸入電網(wǎng)，也可通過儲能逆變器為電池充電。這種方案的連接靈活，增減設(shè)備方便，可應(yīng)用于光伏存量和新增市場。在直流耦合方案中，光伏組件、光儲一體機和電池等部分為串行狀態(tài)，設(shè)備增減比較復(fù)雜，靈活性一般。它主要應(yīng)用于光伏新增市場，如新裝的光儲系統(tǒng)，需要根據(jù)用戶的負載功率和用電量來設(shè)計。

3新能源光儲充一體化電站建設(shè)的有效策略

3.1保證充電的有序性

在光儲充一體化電站中，充電的有序性對有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行至關(guān)重要。為實現(xiàn)充電的有序性，可以科學選用以下策略：科學制訂嚴格的充電計劃和規(guī)定，有效保證充電過程按照規(guī)定進行；安裝智能充電設(shè)備監(jiān)控和控制充電過程，避免過充或過放電；對充電設(shè)備進行定期維護和檢查，有效保證設(shè)備的正常運行。

3.2優(yōu)化濾波器設(shè)計

濾波器在光儲充一體化電站中起著舉足輕重的作用，可以有效減少電網(wǎng)中的諧波和干擾信號。為優(yōu)化設(shè)計濾波器，可以科學選用以下策略：根據(jù)實際情況和需求，選擇合適的濾波器類型和規(guī)格；對濾波器進行定期檢查和維護，有效保證其正常運行；針對濾波效果不佳的問題，*一時間進行調(diào)整和優(yōu)化濾波器設(shè)計。

3.3協(xié)同調(diào)度充放電儲能

協(xié)同調(diào)度充放電儲能可以有效提高光儲充一體化電站的能源利用效率和增強系統(tǒng)穩(wěn)定性。為實現(xiàn)充放電儲能的協(xié)同調(diào)度，可以科學選用以下策略：科學制定合理的充放電策略和調(diào)度方案，根據(jù)系統(tǒng)需求和能源情況進行優(yōu)化；科學構(gòu)建充放電儲能之間的通信和協(xié)調(diào)機制，實現(xiàn)信息共享和協(xié)同運行；結(jié)合智能控制技術(shù)，實現(xiàn)充放電儲能的自動調(diào)度和優(yōu)化運行。

4 Acrel-2000MG充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

4.1平臺概述

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的*進經(jīng)驗，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風力發(fā)電、儲能系統(tǒng)以及充電站的接入，*進行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風能、儲能系統(tǒng)、充電站運行狀態(tài)及健康狀況，是一個集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟優(yōu)化運行為目標，促進可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、補償負荷波動；有效實現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，提高電力設(shè)備運行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟運行提供了全新的解決方案。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級通信網(wǎng)絡(luò)采用標準以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

4.2平臺適用場合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

4.3系統(tǒng)架構(gòu)

本平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，即站控層、網(wǎng)絡(luò)層和設(shè)備層，詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下：

圖1典型微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)組網(wǎng)方式

5充電站微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)解決方案

5.1實時監(jiān)測

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機界面友好，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測光伏、風電、儲能、充電站等各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。其中，各子系統(tǒng)回路電參量主要有：相電壓、線電壓、三相電流、有功/無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、有功/無功電度、頻率和正向有功電能累計值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對分布式電源、儲能系統(tǒng)進行發(fā)電管理，使管理人員實時掌握發(fā)電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態(tài)及發(fā)電單元與儲能單元運行功率設(shè)置等。

系統(tǒng)應(yīng)可以對儲能系統(tǒng)進行狀態(tài)管理，能夠根據(jù)儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)進行及時告警，并支持定期的電池維護。

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)界面包括系統(tǒng)主界面，包含微電網(wǎng)光伏、風電、儲能、充電站及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節(jié)能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據(jù)不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統(tǒng)信息進行顯示。

圖1系統(tǒng)主界面

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電站信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計列表等。

5.1.1光伏界面

圖2光伏系統(tǒng)界面

本界面用來展示對光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測及發(fā)電量統(tǒng)計、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、輻照度/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

5.1.2儲能界面

圖3儲能系統(tǒng)界面

本界面主要用來展示本系統(tǒng)的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。

圖4儲能系統(tǒng)PCS參數(shù)設(shè)置界面

本界面主要用來展示對PCS的參數(shù)進行設(shè)置，包括開關(guān)機、運行模式、功率設(shè)定以及電壓、電流的限值。

圖5儲能系統(tǒng)BMS參數(shù)設(shè)置界面

本界面用來展示對BMS的參數(shù)進行設(shè)置，主要包括電芯電壓、溫度保護限值、電池組電壓、電流、溫度限值等。

圖6儲能系統(tǒng)PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)等。

圖7儲能系統(tǒng)PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS交流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括相電壓、電流、功率、頻率、功率因數(shù)、溫度值等。同時針對交流側(cè)的異常信息進行告警。

圖8儲能系統(tǒng)PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對PCS直流側(cè)數(shù)據(jù)，主要包括電壓、電流、功率、電量等。同時針對直流側(cè)的異常信息進行告警。

圖9儲能系統(tǒng)PCS狀態(tài)界面

本界面用來展示對PCS狀態(tài)信息，主要包括通訊狀態(tài)、運行狀態(tài)、STS運行狀態(tài)及STS故障告警等。

圖10儲能電池狀態(tài)界面

本界面用來展示對BMS狀態(tài)信息，主要包括儲能電池的運行狀態(tài)、系統(tǒng)信息、數(shù)據(jù)信息以及告警信息等，同時展示當前儲能電池的SOC信息。

圖11儲能電池簇運行數(shù)據(jù)界面

本界面用來展示對電池簇信息，主要包括儲能各模組的電芯電壓與溫度，并展示當前電芯的電壓、溫度值及所對應(yīng)的位置。

5.1.3風電界面

圖12風電系統(tǒng)界面

本界面用來展示對風電系統(tǒng)信息，主要包括逆變控制一體機直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)監(jiān)測及報警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計及分析、電站發(fā)電量年有效利用小時數(shù)統(tǒng)計、發(fā)電收益統(tǒng)計、碳減排統(tǒng)計、風速/風力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時對系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數(shù)據(jù)進行展示。

5.1.4充電站界面

圖13充電站界面

本界面用來展示對充電站系統(tǒng)信息，主要包括充電站用電總功率、交直流充電站的功率、電量、電量費用，變化曲線、各個充電站的運行數(shù)據(jù)等。

5.1.5視頻監(jiān)控界面

圖14微電網(wǎng)視頻監(jiān)控界面

本界面主要展示系統(tǒng)所接入的視頻畫面，且通過不同的配置，實現(xiàn)預(yù)覽、回放、管理與控制等。

5.1.6發(fā)電預(yù)測

系統(tǒng)應(yīng)可以通過歷史發(fā)電數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、未來天氣預(yù)測數(shù)據(jù)，對分布式發(fā)電進行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測，并展示合格率及誤差分析。根據(jù)功率預(yù)測可進行人工輸入或者自動生成發(fā)電計劃，便于用戶對該系統(tǒng)新能源發(fā)電的集中管控。

圖15光伏預(yù)測界面

5.1.7策略配置

系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)、儲能系統(tǒng)容量、負荷需求及分時電價信息，進行系統(tǒng)運行模式的設(shè)置及不同控制策略配置。如削峰填谷、周期計劃、需量控制、防逆流、有序充電、動態(tài)擴容等。

具體策略根據(jù)項目實際情況（如儲能柜數(shù)量、負載功率、光伏系統(tǒng)能力等）進行接口適配和策略調(diào)整，同時支持定制化需求。

圖16策略配置界面

5.1.8運行報表

應(yīng)能查詢各子系統(tǒng)、回路或設(shè)備*時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無功功率、正向有功電能、尖峰平谷時段電量等。

圖17運行報表

5.1.9實時報警

應(yīng)具有實時報警功能，系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)中的逆變器、雙向變流器的啟動和關(guān)閉等遙信變位，及設(shè)備內(nèi)部的保護動作或事故跳閘時應(yīng)能發(fā)出告警，應(yīng)能實時顯示告警事件或跳閘事件，包括保護事件名稱、保護動作時刻；并應(yīng)能以彈窗、聲音、短信和電話等形式通知相關(guān)人員。

圖18實時告警

5.1.10歷史事件查詢

應(yīng)能夠?qū)b信變位，保護動作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電芯溫度（鋰離子電池）、壓力（液流電池）、光照、風速、氣壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。

圖19歷史事件查詢

5.1.11電能質(zhì)量監(jiān)測

應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)測，使管理人員實時掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。

1）在供電系統(tǒng)主界面上應(yīng)能實時顯示各電能質(zhì)量監(jiān)測點的監(jiān)測裝置通信狀態(tài)、各監(jiān)測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度*和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度*和正序/負序/零序電流值；

2）諧波分析功能：系統(tǒng)應(yīng)能實時顯示A/B/C三相電壓總諧波畸變率、A/B/C三相電流總諧波畸變率、奇次諧波電壓總畸變率、奇次諧波電流總畸變率、偶次諧波電壓總畸變率、偶次諧波電流總畸變率；應(yīng)能以柱狀圖展示2-63次諧波電壓含有率、2-63次諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電壓含有率、0.5～63.5次間諧波電流含有率；

3）電壓波動與閃變：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相電壓波動值、A/B/C三相電壓短閃變值、A/B/C三相電壓長閃變值；應(yīng)能提供A/B/C三相電壓波動曲線、短閃變曲線和長閃變曲線；應(yīng)能顯示電壓偏差與頻率偏差；

4）功率與電能計量：系統(tǒng)應(yīng)能顯示A/B/C三相有功功率、無功功率和視在功率；應(yīng)能顯示三相總有功功率、總無功功率、總視在功率和總功率因素；應(yīng)能提供有功負荷曲線，包括日有功負荷曲線（折線型）和年有功負荷曲線（折線型）；

5）電壓暫態(tài)監(jiān)測：在電能質(zhì)量暫態(tài)事件如電壓暫升、電壓暫降、短時中斷發(fā)生時，系統(tǒng)應(yīng)能產(chǎn)生告警，事件能以彈窗、閃爍、聲音、短信、電話等形式通知相關(guān)人員；系統(tǒng)應(yīng)能查看相應(yīng)暫態(tài)事件發(fā)生前后的波形。

6）電能質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計：系統(tǒng)應(yīng)能顯示1min統(tǒng)計整2h存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括均值、*值、*值、95%概率值、方均根值。

7）事件記錄查看功能：事件記錄應(yīng)包含事件名稱、狀態(tài)（動作或返回）、波形號、越限值、故障持續(xù)時間、事件發(fā)生的時間。

圖20微電網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量界面

5.1.12遙控功能

應(yīng)可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進行遠程遙控操作。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主界面完成遙控操作，并遵循遙控預(yù)置、遙控返校、遙控執(zhí)行的操作順序，可以及時執(zhí)行調(diào)度系統(tǒng)或站內(nèi)相應(yīng)的操作命令。

圖21遙控功能

5.1.13曲線查詢

應(yīng)可在曲線查詢界面，可以直接查看各電參量曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、SOC、SOH、充放電量變化等曲線。

圖22曲線查詢

5.1.14統(tǒng)計報表

具備定時抄表匯總統(tǒng)計功能，用戶可以自由查詢自系統(tǒng)正常運行以來任意時間段內(nèi)各配電節(jié)點的發(fā)電、用電、充放電情況，即該節(jié)點進線用電量與各分支回路消耗電量的統(tǒng)計分析報表。對微電網(wǎng)與外部系統(tǒng)間電能量交換進行統(tǒng)計分析；對系統(tǒng)運行的節(jié)能、收益等分析；具備對微電網(wǎng)供電可靠性分析，包括年停電時間、年停電次數(shù)等分析；具備對并網(wǎng)型微電網(wǎng)的并網(wǎng)點進行電能質(zhì)量分析。

圖23統(tǒng)計報表

5.1.15網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

圖24微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲界面

本界面主要展示微電網(wǎng)系統(tǒng)拓撲，包括系統(tǒng)的組成內(nèi)容、電網(wǎng)連接方式、斷路器、表計等信息。

5.1.16通信管理

可以對整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進行管理、控制、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。系統(tǒng)維護人員可以通過管理系統(tǒng)的主程序右鍵打開通信管理程序，然后選擇通信控制啟動所有端口或某個端口，快速查看某設(shè)備的通信和數(shù)據(jù)情況。通信應(yīng)支持ModbusRTU、ModbusTCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約。

圖25通信管理

5.1.17用戶權(quán)限管理

應(yīng)具備設(shè)置用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控操作，運行參數(shù)修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

圖26用戶權(quán)限

5.1.18故障錄波

應(yīng)可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前、后過程的各相關(guān)電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。其中故障錄波共可記錄16條，每條錄波可觸發(fā)6段錄波，每次錄波可記錄故障前8個周波、故障后4個周波波形，總錄波時間共計46s。每個采樣點錄波至少包含12個模擬量、10個開關(guān)量波形。

圖27故障錄波

5.1.19事故追憶

可以自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實時掃描數(shù)據(jù)，包括開關(guān)位置、保護動作狀態(tài)、遙測量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

用戶可自定義事故追憶的啟動事件，當每個事件發(fā)生時，存儲事故個掃描周期及事故后10個掃描周期的有關(guān)點數(shù)據(jù)。啟動事件和監(jiān)視的數(shù)據(jù)點可由用戶隨意修改。

5.2硬件及其配套產(chǎn)品

6結(jié)束語

光儲充一體化電站建設(shè)對于實現(xiàn)環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。通過優(yōu)化設(shè)計與協(xié)同調(diào)度策略，可以有效提高能源利用效率和經(jīng)濟效益，推動新能源產(chǎn)業(yè)的升級。未來研究應(yīng)進一步探索光儲充一體化電站的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用模式，以適應(yīng)不斷變化的能源市場需求。文章研究方法包括綜合分析和實驗研究，通過對相關(guān)領(lǐng)域的綜述和實驗驗證，為新能源領(lǐng)域的發(fā)展提供了參考和指導(dǎo)。

【參考文獻】

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[4]安科瑞高校綜合能效解決方案2022.5版.

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